浪潮信息KOS攜手元腦伙伴發(fā)布超低時延量化交易加速方案

北京2024年9月26日 /美通社/ -- 金融市場瞬息萬變、交易機會稍縱即逝，交易速度成為了決定勝負的關(guān)鍵因素，即使是微小的時延也可能錯失交易時機，影響交易結(jié)果，導(dǎo)致收益損失。為了應(yīng)對量化交易環(huán)境下對于數(shù)據(jù)處理與傳輸速度的嚴苛要求，浪潮信息攜手元腦伙伴中科馭數(shù)及寬?？萍?，發(fā)布面向證券行業(yè)的“超低時延量化交易加速方案”。

量化交易加速方案采用 x86 架構(gòu)服務(wù)器和浪潮信息云巒操作系統(tǒng) KOS 作為底層基礎(chǔ)平臺，搭載中科馭數(shù) SWIFT-2200 低延遲網(wǎng)卡，經(jīng)過系統(tǒng)級優(yōu)化，為寬睿科技快速交易系統(tǒng)提供穩(wěn)定高效、超低時延的基礎(chǔ)支撐，實現(xiàn)了從證券機構(gòu)快速柜臺系統(tǒng)到交易所前置系統(tǒng)的全業(yè)務(wù)實盤部署，整體網(wǎng)絡(luò)時延降低 40%-50%，交易報單再一次提速。

微秒級差異影響交易結(jié)果，降低網(wǎng)絡(luò)時延成為剛需

證券市場行情瞬息萬變，交易機會轉(zhuǎn)瞬即逝，擁有更低時延、更快響應(yīng)的交易系統(tǒng)，意味著能精準把握買賣機會和點位。交易系統(tǒng)的處理速度越快，就越有可能在快速變化的市場中占據(jù)優(yōu)勢。

在交易報單環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)時延、交易系統(tǒng)速度尤為重要，通常以微秒（μs）為單位，網(wǎng)絡(luò)時延一般要求在1μs以下，交易系統(tǒng)內(nèi)部穿透時延一般要求在4μs左右，性能較佳時能達到1~2μs。追求微秒級甚至納秒級超低時延已成為證券公司吸引客戶、擴大經(jīng)紀業(yè)務(wù)規(guī)模的關(guān)鍵。面對這一挑戰(zhàn)，證券公司亟需一種既能滿足實時快速響應(yīng)，又能應(yīng)對復(fù)雜數(shù)據(jù)處理和并發(fā)任務(wù)需求的時延加速方案。

當前，單純依賴硬件或軟件的時延加速方案已逐漸顯露出局限性。時延敏感型場景下，純硬件方案在應(yīng)對動態(tài)變化的系統(tǒng)運行狀況時顯得力不從心，同時隨著芯片等硬件元件的制造逐漸接近物理極限，進一步的時延降低將變得更加困難；而純軟件方案受到傳統(tǒng)CPU設(shè)計、算法復(fù)雜性的制約，難以在根本上解決時延問題。此外，時延敏感型場景下多任務(wù)與并發(fā)性是常態(tài)，純硬件或純軟件方案往往難以有效處理資源競爭與調(diào)度問題。因此，通過軟硬協(xié)同優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)超低時延加速成為重要發(fā)展方向。

浪潮信息聯(lián)合元腦伙伴協(xié)同優(yōu)化，證券交易時延降低40-50%

為了滿足量化交易投資者對交易速度的高要求，寬?？萍紴橛脩袅可泶蛟炝丝焖俳灰紫到y(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部穿透時延續(xù)低至微秒級，全鏈路時延行業(yè)領(lǐng)先。為了實現(xiàn)交易的再提速，浪潮信息與元腦伙伴寬睿科技及中科馭數(shù)完成從底層硬件到上層應(yīng)用的全面優(yōu)化。方案底層為KOS操作系統(tǒng)，整合中科馭數(shù)低延遲網(wǎng)卡，內(nèi)置BIOS參數(shù)、網(wǎng)卡中斷聚合參數(shù)、中斷親和性等最佳實踐配置，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的快速傳輸與處理；上層結(jié)合寬?？萍伎焖俳灰紫到y(tǒng)，經(jīng)三方聯(lián)合測試，將證券交易場景下的網(wǎng)絡(luò)時延降低40-50%。

• 優(yōu)化BIOS參數(shù)配置，實現(xiàn)最佳性能與響應(yīng)時間：方案基于KOS對底層硬件配置實施精細化調(diào)優(yōu)，BIOS層面采取多維度模式調(diào)整、冗余配置參數(shù)剔除等措施，軟硬件協(xié)同維持高性能狀態(tài)，在提高內(nèi)存帶寬和訪問效率，減少延遲和沖突的同時，全面提升超低時延場景下的多任務(wù)和多線程處理性能。
• 配置網(wǎng)卡中斷聚合參數(shù)，優(yōu)化高網(wǎng)絡(luò)流量場景應(yīng)用：傳統(tǒng)設(shè)置中每個網(wǎng)絡(luò)接口往往有獨立的中斷機制，當數(shù)據(jù)包到達時則觸發(fā)中斷響應(yīng)，這將增加CPU的負擔(dān)。方案通過優(yōu)化設(shè)計，減少CPU處理中斷冗余開銷并提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，進而提升系統(tǒng)在超低時延場景下的系統(tǒng)性能與響應(yīng)速度。
• 設(shè)置中斷親和性，提高性能與資源利用效率：中斷親和性是指在多處理器或多核心系統(tǒng)中，將特定的網(wǎng)卡中斷綁定到特定的處理器或核心上的技術(shù),這有助于優(yōu)化系統(tǒng)的中斷處理性能,提高性能和資源利用效率。方案在KOS中將業(yè)務(wù)進程精準錨定于共享L3 cache的網(wǎng)絡(luò)中斷所在的CPU核心之上，從而減少業(yè)務(wù)執(zhí)行過程中不必要的CPU上下文切換、提高緩存利用率，進而顯著降低網(wǎng)絡(luò)交易延時、提升業(yè)務(wù)處理性能。

同時，方案上層結(jié)合寬睿科技低延遲、高可靠、高可用、一站式報盤的快速交易系統(tǒng)，并采用測試工具 LAP 時延分析平臺，實時統(tǒng)計各項性能數(shù)據(jù)，在高并發(fā)、高吞吐量、稀疏單、脈沖測試以及各類極端場景下多次優(yōu)化測試，系統(tǒng)性能表現(xiàn)穩(wěn)定。

目前，該方案已在知名證券公司成功應(yīng)用，降低網(wǎng)絡(luò)時延等環(huán)節(jié)的速度損耗，充分發(fā)揮寬?？焖俳灰紫到y(tǒng)超低時延、低抖動的特性，進一步降低上行報單速度，滿足時延敏感型用戶對交易速度的極致要求。這一成功案例為金融行業(yè)核心交易系統(tǒng)的優(yōu)化升級樹立了典范，凸顯了軟硬協(xié)同優(yōu)化技術(shù)在新一代金融基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要作用。

展望未來，金融行業(yè)核心交易系統(tǒng)的優(yōu)化升級將從試點實踐向規(guī)模化推廣轉(zhuǎn)變。浪潮信息將與寬?？萍?、中科馭數(shù)持續(xù)深化合作，不斷推動軟硬協(xié)同技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，為金融行業(yè)提供更為可靠、高效的技術(shù)支撐，助力金融新基建的蓬勃發(fā)展。